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Automação Industrial

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O controle de um processo é fundamentado na interface interativa estabelecida por componentes e instrumentos que fazem parte desse processo. Isso se dá por meio da configuração de um sistema. Em outras palavras, o controle de um processo compreende uma mudança ativa baseada nos resultados provenientes do monitoramento de tal processo. Consiste na capacidade de monitorar e de ajustar um processo para fornecer a saída desejada. De acordo com Silva et al (2018), é possível sintetizar um sistema de controle de processo em alguns itens característicos.
Sobre esses itens, assinale a alternativa correta:
a. Compreende um elemento de medição que recepciona o comando do elemento de comparação e atua na execução de procedimentos adequados para que se alcancem os produtos desejados.
b. Apresenta um elemento de controle final que recepciona o comando do elemento de comparação e atua na execução de procedimentos adequados para que se alcancem os produtos desejados.
c. Apresenta um elemento de controle final que detecta as alterações ocorridas no processo durante sua execução e seu desenvolvimento e fornece um sinal.
d. Apresenta um elemento de comparação que compreende um dispositivo que atua diretamente no processo e tenta fornecer constantemente uma saída.
e. É um instrumento de comparação, tendo em vista que compara um sinal de feedback com o valor da medida de referência, oferecendo, a partir de então, comandos adequados para o estágio posterior do processo, de forma que se atinja a correção da diferença detectada na comparação.
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Programação em CLP - Atividade 1
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Vamos analisar as funções dos elementos em um sistema de controle de processo: - Elemento de medição: detecta alterações no processo e fornece um sinal (feedback). - Elemento de comparação: compara o sinal medido com o valor de referência. - Elemento de controle final: recebe o comando do elemento de comparação e atua no processo para corrigir desvios. Analisando as alternativas: a) Diz que o elemento de medição recebe comando do elemento de comparação e atua — incorreto, o elemento de medição apenas detecta e envia sinais, não atua. b) Diz que o elemento de controle final recebe comando do elemento de comparação e atua para alcançar o produto desejado — correto. c) Diz que o elemento de controle final detecta alterações e fornece sinal — incorreto, essa função é do elemento de medição. d) Diz que o elemento de comparação atua diretamente no processo — incorreto, o elemento de comparação apenas compara sinais. e) Diz que é um instrumento de comparação que compara sinal de feedback com referência e oferece comandos — correto para o elemento de comparação, mas a questão pede o item característico do sistema, não apenas do elemento de comparação. Portanto, a alternativa correta é: b. Apresenta um elemento de controle final que recepciona o comando do elemento de comparação e atua na execução de procedimentos adequados para que se alcancem os produtos desejados.

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Um importante dispositivo para a indústria surgiu desse período de evolução, o qual possibilitou que gradativamente os equipamentos, processos e máquinas necessários aos processos produtivos das indústrias fossem operados por outros equipamentos e não mais dependessem 100% do trabalho e da presença humana no desenvolvimento das tarefas. Esse dispositivo é o CLP.
Sobre o funcionamento desse dispositivo, assinale a alternativa correta:
a. A informação armazenada na memória de entrada é completamente aproveitada durante atividades do programa de controle.
b. Na interface de entrada dos dispositivos, são disponibilizados todos os sinais de entrada. Por meio de operações de leitura, esses sinais são reproduzidos nas memórias de entrada.
c. O tempo de duração do ciclo do programa deve se desenvolver em conjunto com o tempo limite máximo aceitável para o processo, o qual é controlado.
d. Todos os sinais de saída apurados são reproduzidos na memória de saída para serem disponibilizados na interface de saída.
e. No CLP, o micro controlador é formado por uma entrada de sinais de entradas digitais ou binários que, em períodos de tempo discretos, executam uma programação de controle que atualiza o número dos sinais.

Em 1968, a equipe de projetos da General Motors desenvolveu um equipamento visando à redução de custos com painéis de controle feitos de relés eletromecânicos. Para tanto, a empresa desenvolveu uma lista de itens e descreveu tecnicamente as especificações que os controladores, segundo eles, deveriam apresentar.
Sobre as condições estabelecidas pela GM para os novos controladores, leia as seguintes assertivas. Estão corretas:
I. Ser de difícil e complexa programação, isto é, as operações sequenciais devem ser dificilmente alteráveis, mesmo na própria planta.
II. Deve ser de fácil manutenção e, se possível, deve ser baseado totalmente no conceito de plug-in.
III. Deve possuir dimensões maiores que os painéis a relés, para reduzir custos e uso de espaço físico.
IV. Deve ter preço competitivo em relação aos atuais dispositivos a relés e/ou eletrônicos.
V. Deve ter capacidade de enviar dados para um sistema central.
a. III e IV.
b. II, III e IV.
c. I e III.
d. I, III e V.
e. II, IV e V.

De acordo com Parr (2003), qualquer sistema de controle ultrapassa quatro estágios desde a concepção até a planta de trabalho. Assim, os controladores programáveis exibem vantagens em cada etapa. Uma dessas etapas inclui o estudo da planta necessária e a inclusão das estratégias de controle. Com o sistema CLP basta ter a ideia inicial do tamanho da máquina e dos requisitos de entrada e de saída que serão necessários. Contudo, com os sistemas convencionais, o projeto deve ser concluído antes que a construção possa começar.
Dessa maneira, assinale a alternativa que melhor caracteriza a etapa descrita anteriormente.
a. Etapa de instalação.
b. Etapa de instalação.
c. Etapa de design.
d. Etapa de construção.
e. Etapa de comissionamento.

A programação estruturada em um fluxo e em uma direção padrão, de cima para baixo (top-down) e, de baixo para cima (bottom-up), viabiliza que os programas sejam divididos em elementos funcionais, definidos como Program Organization Units (POU). O POU é baseado em alguns princípios.
Sobre esses princípios, assinale a alternativa correta.
a. Princípio da reutilização: os programas podem ser decompostos em partes menores.
b. Princípio da modularização: os programas podem ser decompostos em partes menores.
c. Princípio da estruturação: os programas e os blocos funcionais podem ser reproduzidos.
d. Princípio da modularização: há uma hierarquia para desenvolver a programação em níveis, por meio dos quais é possível aplicar a modularização e o reuso dos blocos funcionais.
e. Princípio da reutilização: os programas podem ser decompostos em partes menores.

No que diz respeito ao controle do sistema, os controladores lógicos apresentam papel importante no desenvolvimento dessas atividades. Tem-se, dessa forma, que os controladores lógicos programáveis são essenciais para a automação industrial e para a implementação de controle de processos industriais.
Dessa maneira, sobre os controladores lógicos, assinale a alternativa correta.
a. São utilizados especialmente em ambientes industriais que precisam da operação humana, com precisão e alto índice de ocorrência de falhas.
b. Atuam no gerenciamento dos vários dispositivos atuadores, sensores analógicos e digitais, mas que não estabelecem a comunicação com as interfaces complexas em protocolos de mudança.
c. As operações sequenciais e repetidas nas indústrias não são realizadas por meio do CLP.
d. Executam a manipulação de dados e a identificação de sinais.
e. Atuam no gerenciamento dos vários dispositivos atuadores, nos sensores analógicos e digitais e que estabelecem a comunicação com as interfaces complexas em protocolos de mudança.

Vale salientar que, mesmo com a norma IEC em vigência, não se pode esperar que todos os produtos do gênero, disponibilizados no mercado, apresentem compatibilidade completa com o que é proposto na norma. A ideia principal é que a norma possa ter um longo alcance de produtividade de portabilidade entre as fabricantes de controladores.
Falando sobre a IEC, assinale a alternativa correta:
a. Como a maior parte dos dispositivos de controle programável é desenvolvida por meio da linguagem de programação ladder, fator atribuído normalmente à cultura ou ao conhecimento limitado de desenvolvedores, é possível mensurar ou quantificar os benefícios da norma IEC 61131-3.
b. A IEC promete que as indústrias aumentem o custo de recursos humanos em treinamentos, depuração e manutenção, melhorando a produtividade com a menor capacidade de reuso.
c. A maior parte dos dispositivos de controle programável é desenvolvida por meio da linguagem de programação hardware.
d. A IEC 61131-3 é identificada como a primeira linguagem de programação padronizada independente de fabricante de dispositivos de automação industrial.
e. O hardware, sob a perspectiva dessa norma, impõe limites.

Os controladores programáveis são enquadrados, segundo Silva (2018), como dispositivos que compõem o segundo nível da pirâmide de automação industrial, ou seja, eles ocupam um papel central nos processos automatizados desenvolvidos e aplicados na indústria, tendo em vista que consistem em equipamentos que viabilizam todo o controle mecanizado, robotizado ou automatizado em processos produtivos de diversas plantas industriais.
Assim, sobre os controladores programáveis, assinale a alternativa correta:
a. É um computador industrial, mas imutável e não adaptável para ser aplicado e direcionado ao controle de processos de fabricação e de equipamentos ou a qualquer atividade relacionada que demande confiabilidade, facilidade de programação e reconhecimento e reparo de falhas ao longo do processo.
b. Possuem tecnologias fundamentadas em tecnologias computacionais. Nesse caso, a estratégia de controle é determinada pelo uso de softwares, por meio dos quais a sua execução discrimina o desenvolvimento dos processos.
c. O tamanho dos componentes transistores dos controladores programáveis foi aumentando cada vez mais, o que influenciou a diminuição da capacidade de processamento dos microprocessadores, já que menos transistores podiam ser acoplados aos circuitos integrados.
d. O controlador apresenta uma memória de armazenamento das informações, que são dispostas em forma de números.
e. São considerados dispositivos centrais na unidade de controle de um sistema computacional, pois se comportam como o cérebro humano. Compreendem circuitos integrados que desenvolvem cálculos e operações aritméticas e lógicas e, assim, controlam o sistema, armazenam dados etc.

O controlador lógico programável ideal é aquele que se adapta à necessidade do usuário e que apresenta interfaces que podem ser interligadas à planta industrial e que são compatíveis com sensores e atuadores. A diferença entre modelos está, basicamente, na nomenclatura, na simbologia e na programação de acordo com o fabricante.
Sobre as etapas de funcionamento do CLP, leia as assertivas a seguir. Estão corretas as assertivas:
I. Energização ou processo de conexão do equipamento à rede elétrica.
II. Limpeza das operações de escrita e de leitura na memória.
III. Testagem de operações de escrita e de leitura na memória.
IV. Testagem da executabilidade do programa usuário.
V. Limpeza da executabilidade do programa usuário.
a. III e V.
b. II e V.
c. I, II e III.
d. I, III e IV.
e. I, III e IV.

O funcionamento geral de um CLP se baseia no processo de varredura ou scan. Por meio do processo característico de varredura, o CLP implementa a leitura dos estados de cada um dos componentes de entrada e avalia seus respectivos acionamentos.
Sobre o processo de varredura, assinale a alternativa correta:
a. Os módulos de entrada são conectados a elementos de controle final, como válvulas de controle, alimentadores de controle do motor etc.
b. Os módulos de saída leem o status de interruptores de transmissores e fornecem os dados ao processador.
c. A variação no tempo de varredura depende dos seguintes fatores: número de entradas, comprimento da lógica, loops no programa e números de saída.
d. Os valores de entrada são escritos na memória das variáveis de entrada.
e. O CLP, inicialmente, executa o processamento do sistema de hardware e outras tarefas de baixa prioridade.

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